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1、1第三章 沉淀与澄清(Sedimentation, or settling and Clarification)第 1 节 沉淀原理与分类一、原理利用颗粒与水的密度之差，比重1，下沉比重2-3g/L）活性污泥1g/L高浓度泥沙5g/L二、沉降过程曲线以 11 界面的高度为坐标，可以作出沉降过程曲线。停留时间 表面负荷沉淀效率6b-c 的斜率代表 11 界面的等速沉降Cc 为临界点最后压实高度为 H 沉降过程曲线的相似性，与水深无关（当原水颗粒浓度一样时） 。OA1/OA2OB1/OB2由一个水深的沉降过程曲线可以作出其它水深条件下的曲线证明见：Kynch 理论 界面沉降速度 Vs 与颗粒浓度有
2、关Vs= f(C)对于活性污泥Vs=a c-n （n1） 临界点图解近似求解法第 5 节 沉淀池一、分类平流式竖流式辐流式斜流式二、平流式沉淀池进水区、沉淀区、存泥区、出水区1构造1）进水区流量均匀分布可采用配水孔或者缝给水中，通常采用穿孔花墙 v4, L/H10水流速度的控制也很重要适宜范围：10-25 mm/s（给水）57mm/s（污水）3）出水区出水均匀。通常采用：溢流堰（施工难）三角堰（对出水影响不大）淹没孔口（容易找平）控制单位堰长的出水量：给水：v，下沉v, 沉不下来根据沉淀实验得 u0-u 设 ；v 设 u 设沉淀去除率1p0无沉淀资料时，对于生活污水，v 设 1.5- 3 m/
3、h, T 设 1 2.0 h由 v 设 A=Q/v 设 注意：A 的算法直径由 T 设 Hv 设 T 设/H16mm适用于大水量，但占地大，机械维修，配水条件差由于水流速度由大小颗粒沉降轨道是曲线。计算：由 q 设 AQ/q 设Hu 设 T 设u 设 :1.5-3m/h; T 设 :1.5-2.5h2向心幅流式周边进水中心进水：进水断面大，进水易均匀周边进水周边出水向心式的表面负荷可提高约 1 倍。四、斜板（管）沉淀池1原理沉淀效率ui/Q/A在原体积不变时，较少 H，加大 A，可以提高沉淀效率或提高 Q浅层理论101904 年 Hazen 提出1945 年 Camp 认为池浅为好1955 年
4、 多层沉淀池产生（Fr 和 Re 可以同时满足）1959 年 日本开始应用斜板1972 年中国汉阳正式应用断面形状：圆形、矩形、方形、多边形除园性以外，其余断面均可同相邻断面共用一条边。水力半径 Rd/3 -斜板Rd/3 -斜管斜管比斜板的水力条件更好。材质：轻质，无毒纸质蜂窝、薄塑料板（硬聚氯乙烯、聚丙烯）2构造1）异向流异向流基本参数：60 度，L1-1.2m板间距 50150mm清水区 0.5-1.0 m布水区 0.5-1.0 mu0=0.2-0.4 mm/s, v3 mm/s Q 设 u 0（A 斜 A 原 ） ：0.6-0.8 ，斜板效率系数；A 斜：斜板在水平面的投影面积112）同
5、向流水流促进泥的下滑，斜角可减少到 3040 度沉淀效果提高，但构造比较复杂，使用少Q 设 u 0（A 斜 A 原 ）3）横向流使用少，结构和平流式沉淀池较接近，易于改造，但水流条件差（Re 大） ，难支撑Q 设 u 0A 斜3优缺点优点：沉淀面积增大，水深降低，产水量增加q911m 3/(m2 h)平流式 q500缺点：停留时间短（几分钟） ，缓冲能力差对混凝要求高耗材，有时堵，常用于给水处理，和污水隔油池五、沉砂池原理与沉淀池相同。功能：去除比重较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等）保证措施：流速控制常用的有：平流沉砂池、曝气沉砂池平流式沉砂池：最大流速 0.3 m/s, 最小流速 0.15m/
6、s最大流量时的停留时间不少于 30s, 一般 30-60s曝气沉砂池：旋流速度：0.25-0.3 m/s最大流量时的 T：1-3min, 水平流速：0.1 m/s12第 6 节 澄清池(Clarifier)污泥再悬浮起来，池中保持大量矾花，脱稳胶体靠接触凝聚粘附在活性泥渣上。（混合）澄清常用于给水处理需保持矾花一定浓度，通过排泥控制沉降比在 2030。泥渣悬浮型（过滤型）：矾花容易冲出去，但对细小矾花具有过滤作用如悬浮澄清池、脉冲澄清池泥渣循环型（分离型）：效果与上相反如机械加速澄清池、水力循环澄清池一、加速澄清池1920 年 美国 infilco 公司发明的1935 年有工程实例1965 年
7、我国开始使用一反应区容积：1520 分 Q二反应区容积：710 分 Q13分离区 v 上11.2 mm/st 总 11.5h，比平流式快需定期排泥回流泥量 Q 35Q第 2：第 1：清水区1：2：7优点：处理效果好，稳定，适应性强, 适用于大、中水厂缺点：机电维修启动时有时需人工加土和加大加药量二、水力循环澄清池喷嘴速度过大、过小都不行，v47m/s喉管 v23m/s一反应室出口 v=60mm/st1530s二反应室下降 v4050mm/s出口 v5mm/st80100s分离区 v11.2mm/s, t1h回流泥量24Q优点：不需机械搅拌，结构简单缺点：反应时间短，运行不稳定，泥渣回流控制较难
8、，适应性差，适用于小水厂。三、脉冲澄清池靠脉冲方式进水，悬浮层发生周期性的收缩和膨胀：1）有利于颗粒和悬浮层接触；2）悬浮层污泥趋于均匀。配水方式：紊流板14充水时间：2530s放水时间：610s1956 年法国首先发明工作稳定、单池面积大、造价低，但周期不易调整。四、悬浮澄清池强制出水管出水 2030，来保持池内泥渣浓度一定。池内水流上升速度 v0.8-1.0 mm/s结构简单，但运行适应性差（水温、水量、变化时，泥渣层工作不稳定） 澄清池中加斜板，注意反应室的配套设计 欧洲过滤型澄清池多，美国机械加速澄清池多。第四章 气 浮(Flotation)第 1 节 理论基础是一种固液和液液分离的方
9、法。具体过程：通入空气产生微细气泡SS 附着在气泡上上浮15应用：自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物，以及比重接近 1 的固体颗粒一、界面张力和润湿接触角任何不同介质的相表面上都因受力不均衡而存在界面张力气浮的情况涉及：气、水、固三种介质，每两个之间都存在界面张力 。三相间的吸附界面构成的交界线称为润湿周边。通过润湿周边作水、粒界面张力作用线和水、气界面张力作用线，二作用线的交角称为润湿接触角 。见图 133 和 134。90， 疏水性,易于气浮0越大，推动力越大，越易气浮。(1) 0, COS-1, = 0 不能气浮90, 水气 易气浮疏水吸附180 =2 水气 最易被气浮(2) 同时, COS
10、 （ 气粒 水粒 ）/ 水气 （由图 13-4） 水气 增加， 增大, 有利于气浮如石油废水, 表面活性物质含量少, 水气 大,乳化油粒疏水性强，直接气浮效果好。而煤气洗涤水中的乳化焦油，由于水中表面活性物质含量多， 水气 小，直接气浮效果差。对于亲水性颗粒的气浮，表面需改性为疏水性 投加浮选剂浮选剂：松香油、煤油、脂肪酸，起连接颗粒和气泡之间作用。三、气泡的稳定性气浮中要求气泡具有一定的分散度和稳定性。气泡粒径在 100左右为好。洁净水中：气泡常达不到气浮要求的细小分散度洁净水表面张力大，气泡有自动降低自由能的倾向，即气泡合并。稳定性不好。缺乏表面活性物质的保护，气泡易破灭，不稳定。即使悬浮
11、物已附着在气泡上也易重新脱落会水中16加入起泡剂（一种表面活性物质） ，保护气泡的稳定性。见图 135对于有机污染物含量不多的废水在进行气浮时，气泡的稳定性可能成为重要的影响因素。适当的表面活性剂是必要的。但表面活性物质过多太多 水气 降低，同时 此时，尽管气泡稳定，污染粒子严重乳化 但颗粒气泡附着不好如何控制最佳的投加量？影响三个因素：稳定性、表面张力、乳化效果四、乳化现象与脱乳疏水性颗粒易气浮，但多数情况下并不好，主要是由于乳化现象。以油粒为例：表面活性物质存在：非极性端吸附在油粒，极性端则伸向水中乳化油 （图136）电离后带电双电层现象稳定体系废水中含有亲水性固体粉末（固体乳化剂） ，如粉砂、粘土等（10,隔油池）乳化油（ 5- 7二、其它滤池1. 重力式无阀滤池自动运行、操作方便结构简单、造价低 3050小阻力配水系统，冲洗水由上部水箱供给但高度大，冲洗时进水被带走一部分有顶盖，装卸滤料不变，观察不到过滤情况。2.移动罩冲洗滤池反冲洗来自其它格的滤过水与虹吸滤池相同移动冲洗罩与无阀滤池相同分格数不小于 83.压力滤池最大允许水头损失：5-6m三、过滤技术的新发展1 非粒状的新型滤料研究活跃纤维球滤料、纤毛型滤料、纤维束状滤料提高滤床滤速，增大截污能力，扩大应用范围2 过滤装置朝自动化、管理容易、智能型方向发展29
